国越贸易（上海）有限公司

在液压元件试验技术中，比例阀的试验难度较大。它的工况变化连续，试验结果也是连续的，一般通过特性曲线来反映试验结果。常规的比例阀测试过程为：用信号发生器根据试验要求产生斜波、三角波等控制信号将其接人比例阀，比例阀发生工况移动。受控的压力、流量等工况参量通过相应传感器记录到X-Y记录仪上。这样就可以得到受控参量（压力、流量等）与控制信号（电流等）之间的反映比例阀性能的特性曲线。

随着计算机技术的发展，比例阀计算机辅助测试系统开始出现，采用“微机+AD/DA采集卡”及相应传感、变换电路组成信号发生和采集的硬件系统，结合编制的软件组成比例阀测试系统，以替代信号发生器和X-Y记录仪。

1．系统设计

测试系统要实现包括压力阀、流量阀和方向阀等3类比例阀的压力偏移和压力振摆、稳态压力控制特性、稳态负载（等压力）特性、稳态流量特性、输入/输出特性、动态过程检测等6项特性的测试。测试系统设计包括硬件和软件设计两部分。整个系统以Windows为系统平台，LabWindows/CVI为开发工具，以PCL-818L数据采集卡作为转换元件，利用计算机强大的数据处理、显示、存储和打印功能，将试验数据以曲线形式显示出来，以文件形式进行存储，并可进行打印。测试系统框图如图33所示。

虚拟测试仪器是以PC计算机为仪器统一硬件平台，将测试仪器的功能、面板及控件均以相应的软件实现，并以文字形式存储于PC机的软件库中，同时在计算机总线槽内配以对应的、可实现数据交换的模块化硬件接口卡。虚拟测试仪器的功能是：使库内仪器测试功能软件、控件软件、输出软件等与接口卡输入计算机内的数据，在计算机系统管理的统一指挥和协调下运行。

硬件设计由于采用集成的数据采集卡PCL-818L而变得非常简单，而且性能稳定，可靠性好。PCL-818L是一种、多功能数据采集卡，适用于工控机，它能进行12位A/D、D/A转换，16位数字输入、输出及16位定时/计数，其中A/D转换频率可达40kHz，足够满足一般物理量的测量要求。

2．软件设计

系统的软件开发平台，选用美国国家仪器公司利用虚拟仪器技术开发的32位面向计算机测控领域虚拟仪器的软件开发平台——虚拟仪器编程语言LabWindows/CYI (Cfor Virtual Instruments)，它可以在多操作系统（如WindowsNT/2000，Mac OS和UNIX等）下运行。它以ANSIC为核心，将功能强大、使用灵活的C语言平台与用于数据采集、分析和表达昀测控专业工具有机结合起来。它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的功能面板和库函数大大增强了C语言的功能，为熟悉C语言的开发人员建立检测系统、自动测量环境、数据采集系统、过程监控系统等提供了一个理想的软件开发环境。

比例阀虚拟测试系统采用LabWindows/CVI5.5版本进行程序设计。由于LabWindows/CVI的编程技术主要采用事件驱动方式与回调函数方式，编程方法简单易学。运用LabWindows/CVI进行系统软件设计时，以工程文件为主体框架，它包含了C源代码文件(*.c)、头文件(*.h)、用户界面文件(*.uir等3个部分。

全部软件调试好后，可将工程文件生成应用文件(*.exe)。LabWindows/CVI将源代码编辑、32位ANSIC编译、链接、调试以及标准ANSIC库等集成在一个交互式开发环境中，可以快速方便地编写、调试和修改应用程序，形成可执行文件。同时所设计的虚拟仪器可脱离开发环境，用户zui终看见的是和实际硬件仪器相似的操作面板。

3．数据采集卡驱动

虚拟仪器的硬件平台由计算机和I/O接口设备两部分组成。I/O接口设备主要执行信号输入采集、放大、数转换的任务。对于单个系统，Lab Windows/CVI所涉及的I/O接口设备是数据采集卡，通过它获取的数据通常应用于测量系统中，实现仪器间的数据获取。对I/O接口设备的驱动是虚拟仪器实现对真实物理信号采集的基础。在实现数据采集和交换后，由软件进行数据的分析处理，进而实现某种测量功能，求取测量结果。因此，I/O接口设备驱动是虚拟仪器系统的重要环节。

采用数据采集卡是虚拟仪器中常用获取数据的方法。数据采集卡为I/O接口设备，对I/O接口设备的驱动是通过相应库函数实现的。实现数据采集的软件驱动I/O接口数据采集卡有两种情况：①对于NI公司生产的数据采集卡，可利用LabWindows/CVI自带的驱动函数驱动，只需要正确设置输入参数，就可以实现数据采集的任务，而不需编写代码程序；②对于非NI公司生产的数据采集卡，可利用编程直接驱动的方法来实现采集卡的软件驱动。

系统使用的是数据采集卡PCL-818L卡，不是NI公司的产品。PCL-818L卡采用标准ISA接口，直接插在计算机主板的扩展ISA插槽即可，通过DIP开关可以设定卡的I/0地址，占用计算机的空闲I/0段即可，一般设为0×300，并将其设为基地址，其他控制或数据地址全在该地址上加上固定的偏移量即可。

基于LahWindows/CYI平台开发的比例阀虚拟测试系统，在实际应用中具有性能稳定、可靠、测试效率高及仪器装卸方便、快捷等优点。